00 - Introducao a Historia e Organizacao daInternet

Marcelo K. Albertini

14 de agosto de 2015

Conteudo

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Projetos de comunicacao - Historia

I Intergalactic Computer Network

I Comutacao de pacotes e DatagramaI Redes governamentais

I ARPANET - Estados Unidados da AmericaI Cyclades - Franca

I Redes corporativasI DSA - CII-Honeywell-BullI Decnet - DECI SNA - IBM

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Intergalactic Computer Network (1963)

I Rede conceptual por J.C.R. Licklider(ARPA/Pentagono/DoD)

I Baseada em compartilhamento de tempo

I Origem de comutacao de pacotes

I Preocupacao no relacionamento entre diferentes linguagens deprogramacao em diferentes computacoes e em diferentes tiposde dados

I “What language do you speak?”

I “Is the network control language the same thing as thetime-sharing control language?”

I http://www.kurzweilai.net/

memorandum-for-members-and-affiliates-of-the-intergalactic-computer-network

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Figura: Circa 1930 - Cartao perfurado IBM - Fonte: http://whatis.

techtarget.com/reference/History-of-the-punch-card.Acessado em 29/08/2014.

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Figura: Circa 1955 - Criacao da Caneta de Luz (Light pen)

Foto: ”HypertextEditingSystemConsoleBrownUniv1969”. Licensed under Creative Commons Attribution 2.0 via

Wikimedia Commons -

http://commons.wikimedia.org/wiki/File:HypertextEditingSystemConsoleBrownUniv1969.jpg#

mediaviewer/File:HypertextEditingSystemConsoleBrownUniv1969.jpg

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Figura: 1959 - Producao do PDP-1 (Digital Equipment Corporation -DEC): o primeiro computador multi-usuarios (foto de Alex Handy CC)

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Figura: 1962 - Criacao do primeiro jogo de computador “Spacewar!” porSteve Russell et al (foto de Joi Ito CC). Rodava em PDP-1. Emuladorem http://spacewar.oversigma.com/ (acessado em 29/08/2014).

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Figura: 1962 - UNIVAC 1107: Memoria principal de 256KB e 6MB emfitas. Destinado ao mercado civil. Na esquerda estao as fitas de memoriae na direita o leitor de cartoes perfurados. Quatro unidades vendidas.Fotos: http://www.fourmilab.ch/documents/univac/case1107.html.(acessado em 29/08/2014)

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Figura: 1964 - S360/20 - Lancamento da famılia de mainframes IBM360. Foto de Dave Ross CC.

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Figura: 1964 - CDC6600: o “primeiro” supercomputador. Produzido porControl Data Corporation. Considerado o mais rapido ate 1969, rodavaem 10mhz e 1 megaflops. (foto de Jitze Couperus CC)

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Figura: 1968 - Dispositivo para controle de interfaces baseado em esferainterna: mouse

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Realidade de 1963

I Usuario em console, CRT fosforo, “light-pen” e maquina deescrever

I Quer recuperar dados experimentais em uma fita chamada“Listening Test”

I Dados chamados de “experiment 3”I Experimento com varios ouvintes, modos de apresentacao,

frequencias de sinais e duracoesI Primeiro: obter curva teorica dos dadosI Em outra fita “Curva Fitting” estao rotinas para encontrar

linhas retas, funcoes de potencia, curvas normaisI Porem nao tem um bom programa para visualizacao e quer

emprestar um.I Quer especificar detalhes usando a maquina de escreverI O usuario quer perguntar ao resto da rede se alguem tem um

programa desse jeito para emprestar.I Primeiro pergunta a instalacao local e depois a outros centros.I Isso sabendo que ele esta em SDC e quer usar um programa

em Berkeley, mas os programas dele sao escritos em JOVIAL.

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Do original: “(Let me suppose that I am sitting at a console thatincludes a cathode-ray-tube display, light-pen, and a typewriter.) Iwant to retrieve a set of experimental data that is on a tape calledListening Test. The data are called ”experiment 3.”These data arebasically percent- ages for various signal-to-noise ratios. There aremany such empirical functions. The experiment had a matrixdesign, with several listeners, several modes of presentation, severalsignal frequencies, and several durations. I want, first, to fit some”theoretical”curves to the measured data. I want to do this in apreliminary way to find out what basic function I want to choosefor the theoretical relation between precentage [sic.] andsignal-to-noise ratio. On another tape, called ”Curve Fitting,”Ihave some routines that fit straight lines, power functions, andcumulative normal curves.But, I want to try some others, also. Let me try, at the beginning,the functions for which I have programs. The trouble is, I do nothave a good grid-plotting program. I want to borrow one. Simple,rectangular coordinates will do, but I would like to specify howmany divisions of each scale there should be and what the labelsshould be. I want to put that information in through my typewriter. Is there a suitable grid-plotting program anywhere in the system?Using prevailing network doctrine, I interrogate first the localfacility, and then other centers. Let us suppose that I am workingat SDC, and that I find a program that looks suitable on a disc filein Berkeley. My programs were written in JOVIAL.”

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Comutacao de pacotes e Datagrama

I Princıpio de comunicacao idealizado por Donald Davies (1964)

I Datagrama (1971) = um pacote de dados em uma redeinformatica

I Transmissao de um dados em uma rede nao confiavel (UDP)

I http://fr.wikipedia.org/wiki/Datagramme

I Confidencialidade, Integridade, Disponibilidade

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Comutacao de pacotes vs. Chaveamento de circuitos

Circuitos

I Um circuito e um canal de comunicacao dedicado a duasentidades

I Circuito representa uma conexao eletrica entre as entidades

I Custo alto

I Utilizado em redes telefonicas tradicionais

Pacotes

I Uma informacao e divida em pequenas partes: pacotes

I Cada pacote pode ser transmitido separadamente

I Mais usuarios simultaneos

I Menor garantia de comunicacao: atrasos e perdas

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ARPANET

I Advanced Research Projects Agency Network (ARPANET)

I Fins militares. Departamento de Defesa (DoD) dos EUA.

I Backbone subterraneo

I Empresa “Bolt, Beranek and Newman Technologies” (BBN)implantou ARPANET em 1969

I BBN criou e enviou primeiro e-mail logo no inıcio

I @ foi utilizado em 1972: tomlinson@bbn-tenexa

I Protocolo em 1971: Network Control Protocol (NCP)

I ARPANET torna-se MILNET (militar) e Internet (publica)

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Cyclades (1971 – 1981)

I Projeto experimental frances dirigido por Louis Pouzin

I Objetivo: criar rede de telecomunicacoes a fim de permitiracesso a bases de dados governamentais

I Rede baseada em comutacao de pacotes

I Conectou cerca de 20 computadores (Franca, Inglaterra eItalia)

I Definir rede de redesI Confiabilidade garantida pelos hosts e nao pela rede

I Reducao de complexidade dos comutadores

I Sistema de enlace entre hosts e comutacao era chamado deCigale (cigarra, em portugues)

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Rede Cyclades

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Modelo Cyclades

Figura: Fonte: http://www.historyofcomputercommunications.

info/Book/6/6.3-CYCLADESNetworkLouisPouzin1-72.html21/1

Arquitetura aberta para redes: Internetting (sic)

I Internetworking Architecture: redes funcionando juntas comouma so

I Protocolo em 1971: Network Control Protocol (NCP)I Incapaz de enderecar sub-redesI Sem controle de erros

I Final da decada de 1970: comeco do uso do TransmissionControl Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)

I Adocao simultanea do TCP/IP na ARPANET em 1 de janeirode 1983

Figura: http://googleblog.blogspot.com.br/2013/01/marking-birth-of-modern-day-internet.html

http://mailman.postel.org/pipermail/internet-history/

2009-April/000799.html22/1

Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP)

I Ideias fundamentais (Bob Kahn e Vint Cerf)I Cada rede e independente e nao precisa alteracoes especiais

para conectar a InternetI Comunicacoes ocorrem na forma do melhor esforco. Se pacote

nao chegou ao destino, tentar novamente.I “Caixas pretas” conectarao redes: gateways e roteadoresI Nao existe controle global centralizado das operacoes da rede

I Questoes tratadasI Tolerancia a perda de pacotes (perde pacote, mas a conexao

continua)I Uso de checksums (codigos de verificacao de erros)I Enderecamento global (endereco para qualquer host da rede

ser referenciado)I Controle de fluxo entre hosts

I Fornecer um modelo de Circuito Virtual

I Invencao do User Datagram Protocolo (UDP) foi posterior aoTCP

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Evolucao de outros aspectos

I Popularizacao na decada de 1980 motivou a criacao de classesde rede A, B, C

I Alto numero de hosts motivou a adocao de “Nomes”I Criacao e adocao de algoritmos de roteamento mais avancadosI Listas de discussao news USENET (1980)I NSFNET: Investimentos em popularizacao e comercializacao

da redeI Criacao do Backbone da NSFNET (1986)I Privatizacao completa do Backbone da NSFNET (1995)I Em 1990: ARPANET foi desativada

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Request for Comments (RFC)

I Uma serie de notas tecnicas definida por S. Crocker, UCLA(1969)

I Modo de publicacao cientıfica de pesquisas era muito lento

I Inicialmente distribuıdo por correspondencias

I Depois distribuıdo por FTP

I Apos serie sobre um assunto, o consenso gerava especificacoes

I IETF atualmente organiza listas de discussoes para produzirum RFC

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Exemplos de dispositivos

Primeira cafeteira ligada em rede com webcam

I The Trojan Room Coffee Pot em Cambridge (1991)

I A WWW ainda nao existia

I http://www.cl.cam.ac.uk/coffee/qsf/coffee.html

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Criacao da World Wide Web

I World Wide Web (WWW) comeca a ser idealizada em 1989

I Tim Berners-Lee no CERN anuncia em Agosto de 1991

I Organisation Europeenne pour la Recherche Nucleaire (CERN)

I Implementou o primeiro navegador web e o primeiro servidorweb

I http://www.w3.org/History/19921103-hypertext/

hypertext/WWW/TheProject.html

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Linha do tempo da Organizacao da Internet

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A Internet

I Borda da redeI Hosts (“hospedeiros”)I Rede de Acesso (Internet Service Providers - ISPs)

I Nucleo da redeI estruturaI roteamentoI desempenho

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Caracterısticas basicas

I Protocolos

I Estrutura hierarquica de redes (intranet vs. Internet)

I Espırito do Melhor esforcoI Organizacao e Padronizacao

I Internet SocietyI Internet Engineering Task Force (IETF)I Request For Comments (RFC)

I 1o. RFC https://www.ietf.org/rfc/rfc0001.txtI IPv9 https://www.ietf.org/rfc/rfc1606.txt

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Redes de acesso - Tipos de ligacao a rede

Borda da rede

I Modem discado (rede telefonica)

I Digital Subscriber Line - DSL (rede telefonica dedicada)I Modem a cabo (rede TV a cabo compartilhado)

I HFC: Hybrid Fiber CoaxI Frequency Division Multiplexing (Multiplexacao por divisao de

frequencia)I Fibra otica

I Ethernet local ligado ao ISP da instituicaoI Redes Sem Fio

I Local: 802.11 (WiFi)I Remoto: HSDPA/HSUPA, WiMAX/LTE

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Nucleo da rede

I Comutacao (ligacao) de circuitosI Multiplexacao por Divisao de Frequencias - FDMI Multiplexacao por Divisao de Tempo - TDM

I Comutacao de pacotesI Multiplexacao Estatıstica - divide por tempo, mas nao fixoI Modo store-and-forward - necessario transmitir pacote inteiro

antes de continuarI Tem congestionamentos: atraso e perda de pacotes

I Necessario controlar a transferencia para ser confiavel ereduzir congestionamento

I Necessario simular circuito em certas aplicacoes (audio, vıdeo)

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Nucleo da rede

I No centro - Tier 1I Uma rede que comunica-se com outra rede sem pagar transito

de IPI ISPs de nıvel 1 – Verizon, Sprint, AT&TI Internacional: Level 3 Communications (antiga Global

Crossing)I Tier 2 – fornece para borda e compra do Tier 1

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Proximas Aulas: O modelo OSI

I A ISO foi criada em 1947I ISO = International Organization for Standardization1

I ABNT e membro da ISO

I Modelo de Referencia OSI: inıcio na decada de 1970I OSI = Open Systems Interconnection2

I Modelagem de um sistema de comunicacoes em camadas

I ISO/IEC 7498-1: 1994I International Electrotechnical Commission (IEC)I Comite Brasileiro de Eletricidade, Eletronica, Iluminacao e

Telecomunicacoes (Cobei) e membro do IEC

1http://www.iso.org2http://www.iso.org/iso/catalogue_detail.htm?csnumber=20269

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Referencias

I Computer Networks - The Heralds Of Resource Sharing(Arpanet, 1972) -https://www.youtube.com/watch?v=kK1wtmyFll4

I A Technical History o the ARPANET - http://www.cs.utexas.edu/users/chris/think/ARPANET/

I History of the Internet -https://www.youtube.com/watch?v=9hIQjrMHTv4

I Artigo: “A Brief History of the Internet”, Leiner et al (2009).I Kurose Capıtulo 1I Internet: “The Big Picture”

http://navigators.com/internet_architecture.htmlI Atlas of Cyberspaces

http://personalpages.manchester.ac.uk/staff/m.

dodge/cybergeography/atlas/atlas.htmlI Som de um modem de conexao discada

https://www.youtube.com/watch?v=R8Ceid6quzo

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